DE250013C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 ö. GRUPPE

Zweitakt-Explosionskraftniaschine. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. August 1911 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemiiß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember igoo auf Grund der Anmeldung in England vom 9. August 1910 anerkannt.

die Priorität

Die vorliegende Erfindung betrifft Neuerungen an Zweitakt-Explosiohskräfünaschinen und kennzeichnet sich dadurch, daß der Zylinder oder jeder der Zylinder der Maschine in dem eine Führung bildenden Zylinderkopf achsial verschoben werden kann, wodurch sich die L.ag'e des Ausströmungskanals ändert bei gleichbleibendem Kompressionsraum.

Die gemäß vorliegender Erfindung getroffene Neuerung findet ihre Anwendung vorzugsweise bei jener Art von Maschinen, bei'welchen ein Paar von gegenläufigen Kolben in dein Zylinder oder in den Zylindern der Maschine angeordnet sind. Die Neuerung findet indessen auch Anwendung bei solchen Explosionskraftmaschinen, bei welchen nur ^: ein Kolben im Zylinder oder in jedem Zylinder der Maschine vorgesehen ist.

Die nach der Neuerung geschaffenen Explosionskraftmaschinen finden ihre Anwendung hauptsächlich bei Motorkraftwagen so- wie bei Flugmaschinen; sie können jedoch auch für andere Kraftantriebe Verwendung finden. Die Lage der Maschinen, an welchen die vorliegenden Neuerungen in Anwendung kommen, kann sowohl senkrecht wie auch . horizontal oder schräg sein.

Tn der beiliegenden Zeichnung zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen einzelnen Zylinder sowie die mit demselben in Verbindung stehenden Teile einer Maschine des Zweikolbentypus, an welcher die den Gegenstand der Erfindung bildenden Verbesserungen zur Ausführung gekommen sind. Die Kolben des Zylinders sind in vollen Linien in den Lagen dargestellt, welche sie einnehmen, wenn sie ihren Auswärtshub beendet haben. Diese Fig. 1 zeigt die Lage des Zylinders und seiner Kanäle Avährend jenes Zeitmomentes, bei welchem die Maschine mit geringster Kraft arbeitet. Die Lagen, welche die Kolben am Ende ihres Einwärtshubes einnehmen, sind durch gestrichelte Linien dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht eines Teiles der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung. Aus dieser Figur ist die Lage des Zylinders mit Beziehung zu den Kolben ersichtlich, wenn sich letztere am Ende ihrer Auswärtshübe befinden und die Maschine ihre Arbeit unter höchster Kraftentfaltung verrichtet.

Fig. 3 und 4 zeigt die Anwendung der Erfindung an einer Maschine, bei welcher der Zylinder oder jeder Zylinder nur einen Kolben besitzt.

Fig. 3 zeigt die Lage des Zylinders, die innezuhalten ist, wenn die. Maschine unter höchster Kraftentfaltung in Wirkung treten soll.

Fig. 4 dagegen zeigt die Lage des Zylinders, bei welcher die Maschine die geringste Kraft entwickelt.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt nach der gestrichelten Linie 5-5 der Fig. 3.

Bei der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsform der Erfindung bezeichnet a den Zylinder und b, b² die an entgegengesetzten Enden desselben arbeitenden KoI-ben. In der Wandung des Zylinders α sind eine Anzahl von Schlitzen oder Löchern c¹, c², c³, c* vorgesehen. Der Zylinder (oder im Falle einer Verbundmaschine jeder Zylinder) ist einer längsweisen Verschiebung oder Einstellung fähig, so daß beliebige zwei benachbarte Schlitze oder Löcher c¹, c^!, c³, c* zum Zusammenfallen mit Schlitzen oder Löchern gebracht werden, die sich in ringförmige oder ähnliche Ausnehmungen oder Kammern f³, f¹ öffnen, die in einer Hülse oder einem rohrförmigen Körper / vorgesehen sind. Diese Ausnehmungen f^s, f¹ erhalten die Luft und das Gasgemisch in entsprechender Zeitfolge zugeführt. Die Einrichtung ist hierbei derart, daß irgendeine beliebige der Schlitzreihen oder Löcher c¹, c', c^s zur Herstellung der Lufteintrittskanäle dienen können, in welchem Falle die nächste oder benachbarte Reihe von Löchern c" oder c³ oder c* die Ein-Strömungskanäle für das Gasgemisch bildet. Die an der anderen Seite des mittleren Teiles des Zylinders vorgesehenen Lochreihen d bilden eine kombinierte rostartige Ausströmungsanlage, die sich in die ringförmige Kammer η hinein öffnet.

Bei der Längsbewegung oder \^rerschiebung des Zylinders α wird der Ausströmungskanal dem mittleren Teil des Explosionsraumes genähert oder entfernt. Hierbei läßt sich das Volumen des Explosionsgemisches, welches der Kompression unterworfen werden soll, beliebig verändern, demgemäß eine Kompression von größerem oder geringerem Grade hergestellt werden kann.

Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Lage der Teile dienen die Schlitze oder Löcher c¹ als Lufteinströmungskanäle, welche, wenn sie bei der Auswärtsbewegung des Kolbens b freigelegt werden, Luft unter Kompression in den Zylinder zulassen, um denselben von den durch die Ausströmungskanäle d in der anderen Hälfte des Zylinders zur Ausströmung gelangenden A^erbrennungsgasen zu reinigen. c² sind die Kanäle zur Einführung der Gasmischung. Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Lage der Teile bilden die Kanäle c^s, c⁴ die Lufteinströmungskanäle bzw. die Kanäle zur Einführung des Gasgemisches. Das in der Zylinderwandung α vorgesehene Loch e dient zum Einschrauben der Zündkerze.

Anstatt den Zylinder α nur aus einem einzigen Rohr herzustellen, könnte derselbe auch aus zwei kurzen, mit ihren Enden aneinander angesetzten Rohren hergestellt sein.

Die Rohrstutzen /, p, in welchen die Enden der Zylinder α einstellbar sind, stehen in luftdichtem Anschluß mit Kurbelkammern g, g². Die Anordnung der Teile ist hierbei eine derartige, daß der Zylinder α längsweise einzustellen ist, während er sich im Betriebe befindet. Hierbei wird ermöglicht, das Volumen und die Art der Kompression des Explosionsgemisches in der in folgendem beschriebenen Weise entsprechend verändern zu können. ■ 75 ■

Die Maschine arbeitet im Zweitakt, d. h. die Kompression des Gasgemisches findet bei der Einwärtsbewegung der Kolben b, b² oder bei der Gegeneinanderbewegung derselben statt. Die Entzündung des Kompressionsgemisches zwischen beiden Kolben findet statt, wenn sich dieselben am Ende ihrer Einwärtsbewegung befinden, welche Ladung in Fig. ι in gestrichelten Linien dargestellt ist. Bei der stattfindenden Explosion des Gasgemisches werden die .Kolben auswärts getrieben. Hierbei findet die Ausströmung der Verbrennungsgase und das Wiederbeschicken des Zylinders statt, wenn die Kolben b, b² die betreffenden Kanäle freigeben. Die in der Längsrichtung zu bewirkende Einstellung des Zylinders ο kann in irgendeiner geeigneten Weise erfolgen. Bei der aus der Zeichnung ersichtlichen Einrichtung (Fig. 4) ist an einer Welle h eine Daumenscheibe h² befestigt. Die Daumenscheibe erstreckt sich zwischen parallel vorspringenden Armen i, die am Zylinder α befestigt sind. Bei der Drehung der Welle h wird auch die Daumenscheibe h^r entsprechend gedreht, so daß die Arme i und der Zylinder α längsweise bewegt bzw. eingestellt werden. Die Drehung der Daumenscheibe h'^z und die demzufolge sich ergebende Längsverschiebung des Zylinders a wird durch Hebel- und \^Aerbindungsstangen bewirkt, die an einem Hebel angeschlossen werden, welcher beispielsweise an dem Steuerrad oder der Steuerspindel oder am Spritzbrett des Motorfahrzeuges seine Befestigung erhalten kann.

Die ringförmige Kammer oder Ausnehmung ^³ im rohrförmigen Körper/ steht in direkter Verbindung mit der Kurbelkammer g durch das Rohr k. Das Ende des letzteren öffnet sich in die Kurbelkammer g, die mit einem Rückschlagventil ausgestattet ist. Dieses Ventil gestattet der Luft, nur in der einen Richtung zu fließen, nämlich von der Kurbelkammer nach der ringförmigen Ausnehmung f^s. Es ist hierbei ersichtlich, daß bei der Auswärtsbewegung des Kolbens b die Luft in der Kurbelkammer g zusammenge-

preßt wird, bis die Schlitzreihe im Zylinder, welche mit den Schlitzen oder Löchern in der Ausnehmung /³ zusammenfällt, freigegeben werden, worauf die Luft aus der Kurbelkammer g durch das Rohr k und die Ausnehmung/³~m den Zylinder α übertritt.

Ein in Verbindung mit jeder Kurbelkammer stehender Lufteinlaß (nicht gezeichnet) ist mit einem Rückschlagventil ausgestattet, derartig, daß Luft bei der Einwärtsbewegung der Kolben b, b² den Kurbelkammern g, g² zugeführt wird.

Die ringförmige Ausnehmung oder Kammer f¹ steht durch das Rohr / mit der Kurbelkammer g² in Verbindung. Das Ende des Rohres /, welches der Kurbelkammer g² zugekehrt liegt, besitzt ein Rückschlagventil, durch welches die Rückwärtsbewegung der Luft und des Gasgemisches nach der Kurbelkämm er g² verhindert wird. Die Luft tritt auf ihrem Wege von Kurbelgehäuse g- nach der ringförmigen Kammer oder Ausnehmung f¹ durch einen Karburator m, in welchem sie mit einer entsprechenden Menge von gasigem Kohlenwasserstoff oder ähnlichem Feuerungsstoff durchschwängert wird. Die Zuströmung des Gasgemisches in den Zylinder α erfolgt, sobald die Einlaßkanäle des Zylinders a, welche mit den Schlitzen der Kammer f¹ zusammenfallen, bei der Auswärtsbewegung des Kolbens b aufgedeckt werden.

Wenn die Kolben b, b² am Ende ihrer Einwärtsbewegung (in Fig. ι durch gestrichelte Linien dargestellt) angelangt sind, wird das Gasgemisch, welches in den Zylinder durch die Einlaßkanäle zur Einströmung gelangt ist und bei der Einwärtsbewegung der Kolben zusammengepreßt wird, zur Entzündung gebracht, wobei sich zufolge der hierbei ergebenden Explosion, der Beschickung die Auswärtsbewegung der Kolben vollzieht.

Wie bereits erwähnt, bewirkt die Auswärtsbewegung der Kolben die Zusammendrückung¹ der Luft in dem Kurbelgehäuse

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden die Ausströmungskanäle, d durch den Kolben b² freigegeben, bevor der Kolben b an die Einlaßkanäle herankommt. Demzufolge gelangen die Verbrennungsprodukte durch genannten Auslaßkanal zur Ausströmung in die ringförmige Kammer η, η und die Rohre r, r, wie sie bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Maschine mit einzelnen Kolben vorgesehen sind. Durch die Kammer η, η bzw. die Röhre r, r werden die Verbrennungsgase nach der Atmosphäre hin abgeleitet.

Wenn es erforderlich erscheinen sollte, können die ringförmige Kammer η, η und das Rohr oder die Rohre r, r mit rost- oder siebähnlichen Platten t (Fig. 3) ausgestattet sein, durch welche eine zweite oder zusätzliche Vorrichtung zur Verminderung von Geräusch geschaffen wird.

Bei der achsialen Verstellung des Zylinders α wird , der Ausströmungskanal d vom Verbrennungs- oder Kompressionsraum weiter entfernt oder demselben genähert. Wenn die weiteste Entfernung dieses Kanals vom Verbrennungs- oder Kompressionsraum hergestellt ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, so wird der Ausströmungskanal d durch die Einwärtsbewegung· des Kolbens d~ eher abgesperrt. Es ergibt sich deshalb hierbei ein 75 größeres Volumen des verbrennbaren oder explosiven Gemisches, welches bei der Einwärtsbewegung der Kolben in zusammengepreßten Zustand \^rersetzt wird, als wie es der Fall ist, wenn der Zylinder die aus Fig. 1 ersichtliche Lage oder die Zwischenlage einnimmt, die in Fig. 2 durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist.

Bei der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsform sind nur drei Lagen des Zylinders α herzustellen. Unter Anordnung von mehr als vier Reihen von Durchlochungen oder Kanälen in jener Hälfte des Zylinders, in welcher der Kolben b arbeitet, und unter Anordnung einer Vorrichtung, durch welche die erforderliche Längseinstellung· bewirkt wird, können indessen mehr als drei Variationen in der Kraftleistung der Maschine nach Belieben erzielt werden.

Der Zylinder kann außen mit einem Wassermantel oder einer Luftkühlvorrichtung ausgestattet sein, die in der Zeichnung jedoch nicht veranschaulicht ist.

Bei der aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlichen Ausführungsform, bei welcher der Zylinder oder, jener Zylinder der. Maschine nur einen Kolben besitzt, arbeitet der einstellbare Zylinder α mit seinem einen Ende in einem rohrförmigen Körper oder einer Hülse f, die luftdicht in das Kurbelgehäuse g eingepaßt ist. Das andere Ende des Zylinders α dagegen führt sich in einem vorspringenden Teil ο ι des A^erschlußkopfes o.

\ Wenn der einzige Kolben b bei seiner Auswärtsbewegung, die sich zufolge Entzündung des Explosionsgemisches ergibt, den Ausströmungskanal d teilweise freigegeben und hierbei den Druck der Gase im Zylinder α entsprechend reduziert hat, wird Luft in den Zylinder α durch das Ventil c im Teil o² des Zylinderkopfes 0 eingepreßt. Sobald die Luft, die durch das A^entil c eingeführt wird, den Zylinder α von den Verbrennungsgasen teilweise oder ganz gereinigt hat, wird Gas oder ein Gasgemisch in den Zylinder α unter OfF-nung des Ventils c¹ im Teil c* des Zylinderkopfes 0 eingeführt.

Die Einrichtung könnte indessen auch derartig abgeändert sein, daß zuerst Luft und '■■ darauf Gas durch ein und dasselbe Ventil unter Druck eingeführt wird, oder es könnte j nur ein Gasgemisch allein durch das einmal vorhandene Ventil eingepreßt werden.

In dem Rohr, welches zur Zuführung des Gases oder Gasgemisches zwischen das Gas- ] ventil c¹ und den Karburator (in Fig. 3, 4 j und 5 nicht dargestellt) dient, ist ein Dreh- ' schieber ρ angeordnet, unter dessen Benutzung der Druck des Gases oder der Gasmischung verhindert wird, auf das Gasventil c¹ einzuwirken, was erst einige Zeit

!5 nach der öffnung des Lufteinlaßventils c zu erfolgen hat.

Anstatt für den Ausströmungskanal d eine rostartige Ausführungsform bei der mit zwei Kolben ausgestatteten Einrichtung nach Figi. 1 und 2 zu wählen, könnte man hierfür auch zwei oder mehrere entsprechend große Ausströmungskanäle vorsehen, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3, 4 und 5 zu ersehen ist, wobei durchlochte Prallplatten oder Membranen t, t in der ringförmigen Kammer 11, η oder den Rohren r, r vorzusehen sind, durch welche die Verbrennungsgase in die Atmosphäre entweichen. Diese durchlochten Prallplatten t, t könnten jedoch auch in Verbindung mit den rostähnlichen Aufnehmungskanälen d vorgesehen sein, in welchem Falle diese Platten als zusätzliche oder aushilfsweise wirkende Geräuschverminderer wirken. Der Teil o² des Zylinderkopfes ο besitzt drei Durchlochungen, durch welche Luft und Gas oder Gasgemisch in den Zylinder α durch besondere Ventile eingeführt wird. Die eine Durchlochung besitzt das Luftventil c, die andere Durchlochung das Gasventil c¹ und I die Durchlochung <? die Zündkerze. In einem | der Zwischenräume zwischen diesen Öffnungen ist ein unter Kompression wirkendes Druckausgleichventil gewünscbtenfalls vorzusehen.

Wenn die Luft und das Gas oder ein Gas- | gemisch durch ein und dasselbe Ventil zur Einführung gelangt, so brauchen in dem Zy- i linderkopf 0, o² nur zwei Durchlochungen vorgesehen zu werden.

Die Ventile c, c¹ öffnen sich selbsttätig , unter dem Druck der Luft und des Gases oder Gasgemisches, während das Schließen derselben durch die Schraubenfedern s, s an den Ventilspindeln erfolgt. Es könnten jedoch auch mechanische Vorrichtungen für das Öffnen oder . Schließen der Venfile c, c¹ benutzt werden.

Bei der aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlichen, nur einen einzigen Kolben aufweisenden Maschine wird Luft in das Kurbelgehäuse g bei jeder Auswärtsbewegung des Kolbens eingepreßt. Die zusammengepreßte Luft strömt durch die Rückschlagventile und die Rohre k und /. Die Luft, welche durch das Rückschlagventil des Rohres k strömt, nimmt ihren Weg direkt nach dem Zylinder durch das Ventil c. Das andere Ende des Rohres k befindet sich hierbei im Kopf oder Deckel des Zylinders (Fig. 3 und 4). Die Luft, welche durch das Rückschlagventil des Rohres I einströmt, nimmt ihren Weg durch den Karburator, welcher bei der durch die Fig. 3, 4 und 5 ersichtlichen Einrichtung nicht veranschaulicht ist. Der weitere Weg der Luft erstreckt sich durch¹ das Hilfsventil p nach dem Ventil c¹.

Wenn es wünschenswert oder erforderlich erscheinen sollte, kann eine besondere Kompressionspumpe für die Einführung des Gases oder Gasgemisches vorgesehen werden, in welchem Falle die aus dem Kurbelgehäuse herströmende gesamte Menge zusammengepreßter Luft durch das Rohr k direkt nach dem Zylinder strömt.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Zweitakt-Explosionskraftmaschine mit einem oder mehreren achsial verschiebbaren oder einstellbaren Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Führung bildende Zylinderkopf und die Achse der Kurbelwelle feststehen und der im Zylinder liegende Ausströmungskanal gegenüber dem Zylinderkopf und Kolben verschoben werden kann, wobei das Fassungsvermögen .des Zylfnders bzw. des Kompressionsraumes unverändert bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.